竹筍干燥技術(shù)及其對竹筍品質(zhì)的影響

蔣小雅，鄭炯,2*

1(西南大學(xué) 食品科學(xué)學(xué)院，重慶，400715)　2(重慶市特色食品工程技術(shù)研究中心，重慶，400715)

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竹筍干燥技術(shù)及其對竹筍品質(zhì)的影響

蔣小雅1，鄭炯1,2*

1(西南大學(xué) 食品科學(xué)學(xué)院，重慶，400715)2(重慶市特色食品工程技術(shù)研究中心，重慶，400715)

摘要竹筍營養(yǎng)豐富，是一種傳統(tǒng)的綠色森林蔬菜。干燥是竹筍的主要加工方式之一，文中綜述了熱風(fēng)干燥、真空冷凍干燥、微波干燥等技術(shù)在竹筍干燥中的應(yīng)用，以及不同干燥技術(shù)對竹筍顏色、質(zhì)構(gòu)、營養(yǎng)成分和復(fù)水性等品質(zhì)的影響，指出了目前研究中存在的問題，并對竹筍干燥技術(shù)的發(fā)展前景進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞竹筍；干燥技術(shù)；品質(zhì)

竹筍又稱竹萌、竹芽、竹胎，為禾本科(Poaceae)竹亞科(Bambusoideae)中多種植物的嫩芽的總稱，是由竹的地下莖(竹鞭)上的芽萌發(fā)而成[1]。竹筍的可食用部分約占鮮重的27%，并且因?yàn)槠涞椭?、高膳食纖維、富含多種維生素等營養(yǎng)成分使之成為消費(fèi)者喜愛的食物[2-4]。但是，竹筍采收期短、耐藏性差，采收后不久便易失水老化[5]。全國每年生產(chǎn)的竹筍僅40%用于鮮食鮮銷，其余60%均用于加工。竹筍加工方法繁多，主要有水煮、干制、罐制、發(fā)酵等[6]。干燥脫水是果蔬加工中比較常見的一種方式。目前用于果蔬脫水干制的方法主要有熱風(fēng)干燥、真空冷凍干燥、微波干燥等[7]。

1竹筍干燥技術(shù)

1.1熱風(fēng)干燥

竹筍的熱風(fēng)干燥是采用流動的熱風(fēng)對物料進(jìn)行加熱和干燥，一般是在帶有傳動帶的干燥機(jī)或烘干箱中進(jìn)行[8]。MADAMBA[9]的研究發(fā)現(xiàn)，在熱風(fēng)干燥過程中竹筍片的皺縮是以其纖維為導(dǎo)向的，并且與其他果蔬的各向同性收縮不同。王瑜等[10]研究發(fā)現(xiàn)，在不同溫度干燥下，溫度越高，竹筍的水分含量下降越快。鄭炯等[11]研究了熱風(fēng)薄層干燥對竹筍品質(zhì)的影響，結(jié)果顯示，干燥溫度80 ℃、風(fēng)速2.0 m/s、筍片厚度1.0 cm為最佳工藝。

熱風(fēng)干燥技術(shù)因?yàn)槌杀镜土?，操作方便，是目前被廣泛使用的干燥工藝。但是由于其干燥時間長，產(chǎn)品褐變嚴(yán)重，大大影響了產(chǎn)品的銷售。在熱風(fēng)干燥過程中，其時間與溫度對干制品的品質(zhì)影響尤為巨大，因此對這兩者的控制顯得至關(guān)重要。

1.2真空冷凍干燥

真空冷凍干燥(vacuum freeze drying)，也稱冷凍干燥(freeze drying)，是指將物料凍結(jié)到共晶點(diǎn)溫度以下，在真空狀態(tài)下通過升華除去物料中水分的干燥方法[12]。徐艷陽等[13]研究發(fā)現(xiàn)，在真空冷凍干燥過程中采用變溫干燥，即前期溫度95℃，前期時間6 h，后期溫度60 ℃，后期時間7 h，真空度保持在80～133.3 Pa為最佳工藝，此時凍干筍片的氨基酸保存率為93.83 %；并且干燥時間在4～12 h之間為真空冷凍干燥的主要干燥階段，在這個過程中排除水分的速率最大。李加興等[14]研究表明，物料預(yù)凍溫度-35 ℃，預(yù)凍時間3～4 h，冷阱溫度-55 ℃左右，干燥室真空度7～9 Pa，解吸階段擱板加熱溫度40 ℃為最佳工藝條件。

真空冷凍干燥的產(chǎn)品質(zhì)地比較飽滿，形變較小，但是干燥時間長，能耗大，生產(chǎn)成本高。如果能夠和其他工藝聯(lián)合干燥，那么將會大幅地降低生產(chǎn)成本。

1.3微波干燥

微波干燥是利用微波對極性分子的作用，使極性分子相互運(yùn)動產(chǎn)生大量熱量致其蒸發(fā)的原理。微波干燥具有加熱時間短、加熱均勻、熱效率高和殺菌功能等優(yōu)點(diǎn)[15]。李安平等[16]研究了不同的干燥工藝對毛竹筍干品質(zhì)的影響，結(jié)果表明微波干燥優(yōu)于熱風(fēng)干燥和自然干燥，且微波干燥和熱風(fēng)干燥相結(jié)合的干燥方式優(yōu)于單獨(dú)使用熱風(fēng)干燥和自然干燥；微波干燥的最佳工藝條件為筍片厚度5 mm，微波功率0.75 kW/kg。BAI 等[17]對竹筍片微波干燥動力學(xué)進(jìn)行了研究，結(jié)果顯示當(dāng)微波功率在140～350 W時，隨著微波輸出功率的增加，竹筍的有效水分?jǐn)U散速率增加，樣品的干燥時間減少。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，隨著微波功率的增加，樣品的干燥速率明顯增加，在短暫的加熱后，竹筍干燥就到了恒速階段，這個階段的時間與微波功率有關(guān)，緊隨其后，竹筍的干燥速率下降。楊金英等[18]的研究結(jié)果也表明，不同微波功率干燥春筍都是一個升速、恒速與降速的過程；為了保持竹筍的最佳品質(zhì)，實(shí)驗(yàn)在竹筍干燥的前后期采用了不同的微波功率，得到的最佳工藝為，前期功率350 W，后期功率150 W，轉(zhuǎn)換時的水分干基含量為600%。

微波干燥效率高，加熱速度快，得到的產(chǎn)品品質(zhì)好，但是其最大的缺點(diǎn)就是在加熱過程中易出現(xiàn)受熱不均勻，導(dǎo)致產(chǎn)品品質(zhì)下降，營養(yǎng)損失。因此在微波干燥過程中，要控制好微波功率的大小，并且采用間隔加熱的方式來減少損失。

1.4聯(lián)合干燥

聯(lián)合干燥是指根據(jù)物料的特性，將2 種或2 種以上的干燥方式優(yōu)勢互補(bǔ)，分階段進(jìn)行的一種復(fù)合干燥技術(shù)[19]。徐艷陽等[20]研究了真空冷凍與熱風(fēng)聯(lián)合干燥毛竹筍，確定了最佳干燥方式，即先真空冷凍干燥10.5 h，再熱風(fēng)干燥4 h，轉(zhuǎn)換水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%，此干燥方式的能耗比單獨(dú)進(jìn)行真空冷凍干燥節(jié)省了21%。方良材等[21]對竹筍進(jìn)行了熱風(fēng)微波聯(lián)合干燥的研究，確定粗片竹筍在70 ℃熱風(fēng)干燥150 min為轉(zhuǎn)折點(diǎn)，以20 g/600 W的裝載量進(jìn)行微波干燥時的工藝條件最佳。楊華等[22]研究了竹筍的微波噴動干燥，確定最佳工藝為溫度65 ℃，微波頻率800 W，時間70 min。

對比單一的干燥方式，聯(lián)合干燥不僅能提高產(chǎn)品質(zhì)量，而且縮短了干燥時間，提高了干燥效率，節(jié)約了能耗。相比較現(xiàn)在所追求的節(jié)能環(huán)保，聯(lián)合干燥技術(shù)擁有很大的發(fā)展空間。

1.5其他干燥

氣調(diào)干制指采用自制的一種新型BNT內(nèi)循環(huán)熱泵氣調(diào)干燥試驗(yàn)裝置[23-24]，以空氣為干燥介質(zhì)，通過冷凝器加熱，蒸發(fā)器去濕，使熱空氣在干燥裝置內(nèi)循環(huán)，不與外界環(huán)境發(fā)生氣體交換，然后采用充入氮?dú)獾姆椒?，以?shí)現(xiàn)對干燥過程中氣體成分的調(diào)節(jié)[25-26]。林啟訓(xùn)等[27]研究發(fā)現(xiàn)，用CO2或N2對干燥室的氣體成分進(jìn)行調(diào)節(jié)，降低干制過程中的O2含量，可提高竹筍的干燥速率，同時也能減少干制過程中的營養(yǎng)損失；當(dāng)O2含量相同時，CO2氣調(diào)的干燥速率最快。氣調(diào)干燥不僅可以有效減輕干制品的褐變程度，縮短干燥時間，而且也能減少營養(yǎng)成分的流失。

熱泵干燥是以一定量的介質(zhì)或空氣在密閉系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)，通過改變干燥介質(zhì)或空氣的溫度和濕度，從低溫?zé)嵩次崃浚粩鄶y帶走干燥室內(nèi)的物料水分，并以冷凝水方式排出的一種干燥方式[28-29]。林啟訓(xùn)等[30]研究了綠竹筍熱泵脫水的影響因素及工藝參數(shù)的優(yōu)化，結(jié)果顯示殺酶時間90 s，風(fēng)溫65 ℃、風(fēng)速1.5 m/s、裝載量3.4 /m2、竹筍縱向切分厚度(2.5±0.5) mm為最佳工藝。陸蒸等[31]的研究表明，竹筍切分厚度薄且經(jīng)漂燙, 干燥溫度高的其熱泵干燥速度快。熱泵干燥具有獨(dú)特的除濕功能，可以在較低的溫度下對物料進(jìn)行干燥使物料的最終含水率降到極低的水平，因此熱泵干燥技術(shù)具有一些常規(guī)干燥所無法比擬的優(yōu)勢。雖然熱泵干燥技術(shù)具有干燥溫度低，節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)，但是其存在干燥時間長等問題，因此提高其干燥溫度，開發(fā)新型熱泵干燥系統(tǒng)等將是熱泵干燥未來的主要發(fā)展方向。

2干燥技術(shù)對竹筍品質(zhì)的影響

2.1對竹筍顏色的影響

不同干燥方法對竹筍顏色的影響效果不同。竹筍干燥過程中的色澤變化可以用亨特顏色參數(shù)來衡量，它已被證實(shí)可以描述視覺上的色澤變化并且提供有價值的信息[32-33]。BAI等[34]研究了微波干燥過程中竹筍的顏色改變動力學(xué)，發(fā)現(xiàn)在干燥過程當(dāng)中，竹筍的亮度，黃色色度下降，紅色色度增加；亮度降低可能是因?yàn)榘l(fā)生了褐變反應(yīng)；而黃色色度下降，則可能是由于類胡蘿卜素的分解[35-38]，非酶的美拉德反應(yīng)以及棕色色素的形成。

2.2對竹筍質(zhì)構(gòu)的影響

竹筍的質(zhì)地在干燥過程中伴隨著物理和化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生而產(chǎn)生變化[39]。而果蔬的質(zhì)構(gòu)又是影響其品質(zhì)的重要因素[40]。王瑜等[10]研究發(fā)現(xiàn)，在不同溫度的熱風(fēng)干燥下，筍干的硬度、咀嚼性和回復(fù)性都隨干燥時間的增加而下降，彈性卻無明顯變化。ZHENG 等[41]研究了熱燙和干燥處理對竹筍片的影響，結(jié)果表明，真空冷凍干燥和熱風(fēng)干燥的竹筍片的硬度都顯著下降，而熱風(fēng)干燥3個不同溫度(50、70、90 ℃)之間的硬度差異不顯著；電鏡掃描顯示，竹筍鮮樣薄壁細(xì)胞呈現(xiàn)較規(guī)則的海綿狀排列，細(xì)胞保持較完整，而經(jīng)過熱風(fēng)干燥以后，樣品的薄壁細(xì)胞形態(tài)發(fā)生了較大的變化，細(xì)胞壁呈現(xiàn)出明顯的萎縮，細(xì)胞坍塌并呈現(xiàn)蜂窩狀排列，細(xì)胞之間的界限開始變得模糊。而且，隨著干燥溫度的升高，這種變化越明顯；經(jīng)過真空冷凍干燥的竹筍片，其細(xì)胞組織疏松多孔，形變較小。

2.3對竹筍營養(yǎng)成分的影響

果蔬在干制過程中受到物理、化學(xué)以及生化等的綜合作用，這些作用影響著其脫水過程中和脫水后的性能參數(shù)，同時這些參數(shù)也直接影響干制效率和制品的品質(zhì)[42]。肖麗霞等[43]研究發(fā)現(xiàn)，真空冷凍干燥的筍干其總糖和Vc含量都比熱風(fēng)干燥的制品含量高。這可能是因?yàn)閂c是熱敏性較強(qiáng)的成分，在高溫下容易發(fā)生氧化褐變[44]。糖是果蔬甜味的來源，它的變化直接影響果蔬干制品的品質(zhì)。林啟訓(xùn)等[45]研究了氣調(diào)與熱風(fēng)干燥對竹筍品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)采用氣調(diào)干燥能明顯減少筍干的總糖損失；在干燥室氣體的氧氣含量相同狀態(tài)下，采用CO2氣調(diào)干燥的制品總糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)保留率較高。

2.4對竹筍復(fù)水性的影響

復(fù)水性指果蔬干制后吸水恢復(fù)原來新鮮程度的能力，通常用其重量的增加程度來表示[46]。復(fù)水性也是衡量脫水果蔬品質(zhì)的一項(xiàng)重要指標(biāo)[47]。林啟訓(xùn)等[45]研究發(fā)現(xiàn)，采用氣調(diào)干燥的毛竹筍其復(fù)水性要好于熱風(fēng)干燥的竹筍。KUMAR 等[48]研究竹筍薄層干燥時發(fā)現(xiàn)，在干燥溫度為65 ℃時竹筍片的復(fù)水性較好；當(dāng)溫度較低時，其復(fù)水性也降低，主要是因?yàn)楦稍飼r間過長，導(dǎo)致竹筍組織細(xì)胞質(zhì)構(gòu)破壞嚴(yán)重；而溫度過高會降低竹筍片的吸水能力，因此竹筍片的復(fù)水性也較低。

3存在問題與展望

干燥技術(shù)是最重要的竹筍保藏方法之一。隨著社會的發(fā)展，人們對竹筍數(shù)量的需求以及品質(zhì)的要求越來越高，傳統(tǒng)的熱風(fēng)干燥已經(jīng)不能滿足當(dāng)前人們生活的需要。在竹筍的干燥方法上，除了熱風(fēng)干燥，還有真空冷凍干燥、聯(lián)合干燥等。真空冷凍干燥與傳統(tǒng)的曬干、熱風(fēng)干燥相比，它可以保持竹筍的原有形態(tài)和最大限度的保留竹筍的營養(yǎng)成分，但是存在干燥時間長，能耗大的缺點(diǎn)。微波干燥竹筍加熱均勻，得到的產(chǎn)品質(zhì)量高，干燥時間也短，但是由于通常采用恒功率連續(xù)干燥，無法對干燥過程進(jìn)行控制，筍干品質(zhì)不易保證。聯(lián)合干燥，采用了分級或者分階段組合干燥，可以綜合多種干燥方法的優(yōu)點(diǎn)，提高干燥效率。真空冷凍聯(lián)合熱風(fēng)干燥的方法，保持了筍干的品質(zhì)，降低了生產(chǎn)成本。熱風(fēng)微波聯(lián)合干燥方法則減少了干燥時間。在實(shí)際生產(chǎn)中，不僅要求竹筍的干燥速率快，而且必須保證干燥后的品質(zhì)。因此，聯(lián)合干燥，將不同的干燥方式進(jìn)行優(yōu)勢互補(bǔ)，將成為未來竹筍干燥技術(shù)的發(fā)展趨勢。

竹筍聯(lián)合干燥技術(shù)將會朝著有效利用能源、提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量、減少污染和易于控制等方向發(fā)展。同時，竹筍的聯(lián)合干燥技術(shù)也應(yīng)側(cè)重于以下方面。首先，聯(lián)合干燥工藝和水分轉(zhuǎn)換點(diǎn)的確定。竹筍種類繁多，不同品種的竹筍其干燥工藝并非完全相同，因此，需要對干燥工藝參數(shù)和水分轉(zhuǎn)換點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化，以期達(dá)到最好的干燥效果；其次，多功能干燥組合設(shè)備的改進(jìn)，隨著科技的發(fā)展，各種干燥設(shè)備都在不斷改進(jìn)優(yōu)化，但是多功能干燥組合設(shè)備還比較少，因此這是未來的發(fā)展方向。最后，聯(lián)合干燥工藝的自動化。在確定了最佳干燥工藝的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)自動化生產(chǎn)，不僅可以減少成本，而且還能增大產(chǎn)量。

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Research advances in drying technology and its impact on the quality of bamboo shoots

JIANG Xiao-ya1, ZHENG Jiong1,2*

1(College of Food Science, Southwest University, Chongqing 400715, China)2(Chongqing Engineering Research Center of Regional Food, Chongqing, Chongqing 400715, China)

ABSTRACTBamboo shoot is a kind of common and nutritious green forest vegetable. Drying is one of the main processing methods of bamboo shoots. The paper introduces different bamboo shoots drying technologies, including hot-air drying, vacuum freeze drying, microwave drying technologies and so on, and its influence on the qualities such as color, texture, nutrition and rehydration characteristics of the bamboo shoots. The paper also points out the existing problems in the current researches, and prospects the development of drying technology on bamboo shoots, aiming to provide references for the future research.

Key wordsbamboo shoots; drying technology; quality

DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.201606045

基金項(xiàng)目：重慶市特色食品工程技術(shù)研究中心能力提升項(xiàng)目(cstc2014pt-gc8001)；重慶市社會民生科技創(chuàng)新專項(xiàng)一般項(xiàng)目(CSTC2015率0007)

收稿日期：2015-10-20，改回日期：2015-11-10

第一作者：本科生(鄭炯博士為通訊作者，E-mail: zhengjiong_swu@126.com)。